Qanday namlik mutlaq deyiladi. Mutlaq namlik
Bizning atmosferamizdagi juda muhim ko'rsatkichlardan biri. U mutlaq yoki nisbiy bo'lishi mumkin. Mutlaq namlik qanday o'lchanadi va buning uchun qanday formuladan foydalanish kerak? Bu haqda bizning maqolamizni o'qish orqali bilib olishingiz mumkin.
Havoning namligi - bu nima?
Namlik nima? Bu har qanday jismoniy tanada yoki muhitda mavjud bo'lgan suv miqdori. Bu ko'rsatkich to'g'ridan-to'g'ri muhit yoki moddaning tabiatiga, shuningdek, g'ovaklik darajasiga bog'liq (agar biz qattiq moddalar haqida gapiradigan bo'lsak). Ushbu maqolada biz namlikning o'ziga xos turi - havo namligi haqida gapiramiz.
Kimyo kursidan hammamiz yaxshi bilamizki, atmosfera havosi azot, kislorod, karbonat angidrid va boshqa ba'zi gazlardan iborat bo'lib, ular umumiy massaning 1% dan ko'p bo'lmagan. Ammo bu gazlarga qo'shimcha ravishda havoda suv bug'lari va boshqa aralashmalar ham mavjud.
Havoning namligi suv bug'ining miqdorini anglatadi hozirgi paytda(va bu joyda) havo massasida mavjud. Shu bilan birga, meteorologlar uning ikkita qiymatini ajratib ko'rsatishadi: mutlaq va nisbiy namlik.
Havoning namligi Yer atmosferasining eng muhim xususiyatlaridan biri bo'lib, mahalliy ob-havoning tabiatiga ta'sir qiladi. Shunisi e'tiborga loyiqki, atmosfera havosining namligi miqdori bir xil emas - vertikal qismda ham, gorizontal (kenglik) kesimda ham. Shunday qilib, agar ichkarida qutb kengliklari havoning nisbiy namligi ko'rsatkichlari (atmosferaning pastki qatlamida) taxminan 0,2-0,5%, keyin tropiklarda - 2,5% gacha. Keyinchalik, havoning mutlaq va nisbiy namligi nima ekanligini bilib olamiz. Ushbu ikki ko'rsatkich o'rtasida qanday farq borligini ham ko'rib chiqamiz.
Mutlaq namlik: ta'rifi va formulasi
Lotin tilidan tarjima qilingan absolutus so'zi "to'liq" degan ma'noni anglatadi. Shunga asoslanib, "havoning mutlaq namligi" tushunchasining mohiyati aniq bo'ladi. Bu ma'lum bir havo massasining bir kubometrida qancha gramm suv bug'i mavjudligini ko'rsatadigan qiymatdir. Qoida tariqasida, bu ko'rsatkich lotin harfi F bilan belgilanadi.
G / m 3 - mutlaq namlik hisoblangan o'lchov birligi. Uni hisoblash formulasi quyidagicha:
Ushbu formulada m harfi suv bug'ining massasini, V harfi esa ma'lum bir havo massasining hajmini bildiradi.
Mutlaq namlikning qiymati bir necha omillarga bog'liq. Avvalo, bu havo harorati va adveksiya jarayonlarining tabiati.
Nisbiy namlik
Endi nisbiy namlik nima ekanligini ko'rib chiqaylik. Bu nisbiy qiymat bo'lib, ma'lum bir haroratda ushbu havo massasidagi suv bug'ining maksimal mumkin bo'lgan miqdoriga nisbatan havoda qancha namlik borligini ko'rsatadi. Havoning nisbiy namligi foiz (%) bilan o'lchanadi. Aynan mana shu foizni biz tez-tez ob-havo prognozlari va ob-havo hisobotlarida bilib olishimiz mumkin.
Shudring nuqtasi kabi muhim tushunchani ham eslatib o'tish kerak. Bu havo massasining suv bug'lari bilan maksimal to'yinganligi hodisasi (hozirgi vaqtda nisbiy namlik 100% ni tashkil qiladi). Bunday holda, ortiqcha namlik kondensatsiyalanadi va yog'ingarchilik, tuman yoki bulutlar hosil bo'ladi.
Havoning namligini o'lchash usullari
Ayollar o'zlarining hajmli soch turmagi yordamida atmosferada namlikning ko'payishini aniqlashlari mumkinligini bilishadi. Biroq, boshqa, aniqroq usullar va texnik qurilmalar mavjud. Bular gigrometr va psixrometrdir.
Birinchi higrometr 17-asrda yaratilgan. Ushbu qurilmaning turlaridan biri atrof-muhit namligining o'zgarishi bilan uzunligini o'zgartirish uchun sochlarning xususiyatlariga aniq asoslanadi. Biroq, bugungi kunda elektron higrometrlar ham mavjud. Psixrometr - bu nam va quruq termometrni o'z ichiga olgan maxsus qurilma. Ularning ko'rsatkichlaridagi farqga asoslanib, havo namligi ma'lum bir vaqtda aniqlanadi.
Havoning namligi muhim ekologik ko'rsatkich sifatida
Inson tanasi uchun optimal havo namligi 40-60% deb ishoniladi. Namlik ko'rsatkichlari ham odamning havo haroratini idrok etishiga katta ta'sir qiladi. Shunday qilib, past namlik bilan bizga havo haqiqatga qaraganda ancha sovuqroq ko'rinadi (va aksincha). Shuning uchun sayyoramizning tropik va ekvatorial kengliklarida sayohatchilar issiqlik va issiqlikni juda qattiq boshdan kechiradilar.
Bugungi kunda odamga yopiq joylarda havo namligini tartibga solishga yordam beradigan maxsus namlagichlar va namlagichlar mavjud.
Yakunida...
Shunday qilib, havoning mutlaq namligi bizga havo massalarining holati va xususiyatlari haqida tasavvur beradigan eng muhim ko'rsatkichdir. Bunday holda, siz ushbu qiymatni nisbiy namlikdan ajrata olishingiz kerak. Va agar ikkinchisi havoda mavjud bo'lgan suv bug'ining ulushini (foizda) ko'rsatsa, u holda mutlaq namlik bir kubometr havoda grammdagi suv bug'ining haqiqiy miqdoridir.
Namlik- havodagi tarkib, bir qator qiymatlar bilan tavsiflanadi. Ular qizdirilganda sirtdan bug'langan suv troposferaning pastki qatlamlariga kirib, to'planadi. Ma'lum bir suv bug'ining miqdori va doimiyligi uchun havo namlik bilan to'yingan haroratga shudring nuqtasi deyiladi.
Namlik quyidagi ko'rsatkichlar bilan tavsiflanadi:
Mutlaq namlik(Lotin absolutus - to'liq). U 1 m havodagi suv bug'ining massasi bilan ifodalanadi. 1 m3 havo uchun suv bug'ining grammida hisoblangan. Qanchalik yuqori bo'lsa, mutlaq namlik shunchalik yuqori bo'ladi, chunki ko'proq suv qizdirilganda u suyuqlikdan bug 'holatiga o'tadi. Kunduzi mutlaq namlik kechaga qaraganda yuqori. Mutlaq namlik ko'rsatkichi quyidagilarga bog'liq: qutb kengliklarida, masalan, 1 m2 suv bug'iga 1 g gacha, ekvatorda 1 m2 uchun 30 grammgacha Batumida (, qirg'oq) mutlaq namlik 6 ga teng. 1 m uchun g va Verxoyanskda ( , ) - 1 m uchun 0,1 gramm Hududning o'simlik qoplami ko'p jihatdan havoning mutlaq namligiga bog'liq;
Nisbiy namlik. Bu havodagi namlik miqdorining bir xil haroratda bo'lishi mumkin bo'lgan miqdoriga nisbati. Nisbiy namlik foiz sifatida hisoblanadi. Masalan, nisbiy namlik 70% ni tashkil qiladi. Bu shuni anglatadiki, havo ma'lum bir haroratda ushlab turadigan bug' miqdorining 70% ni o'z ichiga oladi. Agar mutlaq namlikning kunlik o'zgarishi haroratlarning o'zgarishiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'lsa, nisbiy namlik bu o'zgarishga teskari proportsionaldir. Inson o'zini 40-75% da yaxshi his qiladi. Normdan chetga chiqish tananing og'riqli holatini keltirib chiqaradi.
Tabiatdagi havo kamdan-kam hollarda suv bug'i bilan to'yingan, lekin har doim uning bir qismini o'z ichiga oladi. Yerning hech bir joyida 0% nisbiy namlik qayd etilmagan. Meteorologik stansiyalarda namlik gigrometr yordamida o'lchanadi, qo'shimcha ravishda yozgichlar - gigrograflar qo'llaniladi;
Havo to'yingan va to'yinmagan. Okean yoki quruqlik yuzasidan suv bug'langanda, havo suv bug'ini cheksiz ushlab turolmaydi. Bu chegaraga bog'liq. Namlikni ushlab turolmaydigan havo to'yingan havo deb ataladi. Bu havodan, eng kichik soviganida, suv tomchilari shudring shaklida chiqa boshlaydi. Buning sababi shundaki, suv sovutilganda holatdan (bug ') suyuqlikka aylanadi. Quruq, iliq sirt ustidagi havo odatda ma'lum haroratga qaraganda kamroq suv bug'ini o'z ichiga oladi. Bunday havo to'yinmagan deb ataladi. U soviganida, suv har doim ham chiqmaydi. Havo qanchalik issiq bo'lsa, namlikni yutish qobiliyati shunchalik yuqori bo'ladi. Misol uchun, -20 ° C haroratda havo 1 g / m dan ko'p bo'lmagan suvni o'z ichiga oladi; + 10 ° C haroratda - taxminan 9 g / m3 va + 20 ° C da - taxminan 17 g / m3 Shuning uchun, havo namligi yuqori ko'rinadigan joyda
Havoning namligini tavsiflash uchun quyidagi qiymatlar qo'llaniladi: mutlaq, maksimal va nisbiy namlik, to'yinganlik tanqisligi, shudring nuqtasi.
Mutlaq namlik Hozirgi vaqtda 1 m³ havoda mavjud bo'lgan suv bug'ining grammdagi miqdori.
Maksimal namlik - bu to'liq to'yingan paytda 1 m³ havo tarkibidagi suv bug'ining grammdagi miqdori.
Nisbiy namlik mutlaq namlikning maksimal namlikka nisbati bo'lib, foizda ifodalanadi.
To'yinganlikning etishmasligi maksimal va mutlaq namlik o'rtasidagi farq.
Shudring nuqtasi - mutlaq namlik maksimalga teng bo'lgan harorat.
Havoning namligini baholashda eng yuqori qiymat nisbiy namlik qiymatiga ega.
Nisbiy namlikni gigrometr yoki psixrometr bilan o'lchash mumkin. Asos gigrometr shkala bo'ylab harakatlanadigan o'q bilan blok orqali bog'langan yog'sizlangan inson sochlaridan iborat. Sochlar havo namligi ko'tarilganda uzayadi va pasayganda qisqaradi.
Psixometrlar ikkita bir xil termometrdan (simob yoki spirt) iborat bo'lib, ulardan birining rezervuari distillangan suv bilan oldindan namlangan mato bilan qoplangan. Suv bug'langanda, tank soviydi. Harorat farqi havo namligini aniqlash uchun ishlatiladi, chunki bug'lanishning intensivligi atrofdagi havoning suv bug'lari bilan to'yinganlik darajasiga bog'liq. Psixrometrlarning ikki turi qo'llaniladi: statsionar (Augusta) va aspiratsiya (Assmann).
Psixometr Augusta statsionar sharoitlarda (meteorologik stansiyalarda, shifoxonalarda) foydalaniladi, uni qurilma termal radiatsiya va shamolga ta'sir qilmaydigan joylarda joylashtirish.
Mutlaq namlik Regnault formulasi yordamida hisoblanadi:
K = f - a (t c - t c) x B,
Qayerda TO- mutlaq namlik, mm Hg;
f- nam lampochka haroratida maksimal havo namligi (1.6-jadvalda aniqlanadi);
a- 0,0001 ga teng psixometrik koeffitsient;
t s - quruq lampochkaning harorati;
t in - ho'l lampochkaning harorati;
B- kuzatish vaqtidagi atmosfera bosimi, mm Hg.
Assmann psixrometrida Termometr rezervuarlari radiatsion issiqlik ta'siridan qo'shaloq metall ekranlar bilan himoyalangan. Tanklar atrofida shamollatish kanallari mavjud, ular orqali doimiy tezlik(4 m/s) havo so'riladi. Namlikni o'lchash uchun matoga o'ralgan termometr distillangan suv bilan namlanadi, so'ngra fan bahori o'raladi va qurilma kerakli joyga joylashtiriladi. Quruq va ho'l termometrlarning ko'rsatkichlari fan ishga tushirilgandan 4 - 5 minut o'tgach qayd etiladi.
To'yingan va to'yinmagan juftliklar
To'yingan bug '
Bug'lanish jarayonida molekulalarning suyuqlikdan bug'ga o'tishi bilan bir vaqtda teskari jarayon ham sodir bo'ladi. Suyuqlik yuzasida tasodifiy harakatlanib, uni tark etgan molekulalarning bir qismi yana suyuqlikka qaytadi.
Agar bug'lanish yopiq idishda sodir bo'lsa, dastlab suyuqlikni tark etadigan molekulalar soni suyuqlikka qaytib keladigan molekulalar sonidan ko'p bo'ladi. Shuning uchun idishdagi bug 'zichligi asta-sekin o'sib boradi. Bug 'zichligi oshishi bilan suyuqlikka qaytadigan molekulalar soni ham ortadi. Tez orada suyuqlikdan chiqadigan molekulalar soni suyuqlikka qaytgan bug 'molekulalari soniga teng bo'ladi. Shu paytdan boshlab suyuqlik ustidagi bug 'molekulalarining soni doimiy bo'ladi. Suv uchun xona harorati bu raqam taxminan $10^(22)$ molekulalar uchun $1c$ uchun $1cm^2$ sirt maydoniga teng. Bug 'va suyuqlik o'rtasida dinamik muvozanat deb ataladigan narsa yuzaga keladi.
O'zining suyuqligi bilan dinamik muvozanatda bo'lgan bug'ga to'yingan bug' deyiladi.
Bu shuni anglatadiki, ma'lum bir haroratda ma'lum hajmda bug'ning katta miqdori bo'lishi mumkin emas.
Dinamik muvozanatda, suyuqlik bug'lanishda davom etsa ham, yopiq idishdagi suyuqlikning massasi o'zgarmaydi. Xuddi shu tarzda, bu suyuqlik ustidagi to'yingan bug'ning massasi o'zgarmaydi, garchi bug' kondensatsiyalanishda davom etsa ham.
To'yingan bug 'bosimi. Toʻyingan bugʻ siqilganda, uning harorati doimiy boʻlsa, avvalo muvozanat buzila boshlaydi: bugʻning zichligi oshadi va natijada gazdan suyuqlikka suyuqlikdan gazga oʻtgandan koʻra koʻproq molekulalar oʻtadi; bu yangi hajmdagi bug 'kontsentratsiyasi ma'lum bir haroratda to'yingan bug'ning konsentratsiyasiga mos kelguncha davom etadi (va muvozanat tiklanadi). Bu suyuqlikni vaqt birligida tark etadigan molekulalar soni faqat haroratga bog'liqligi bilan izohlanadi.
Shunday qilib, doimiy haroratda to'yingan bug' molekulalarining kontsentratsiyasi uning hajmiga bog'liq emas.
Gazning bosimi uning molekulalarining konsentratsiyasiga mutanosib bo'lganligi sababli, to'yingan bug'ning bosimi uning egallagan hajmiga bog'liq emas. Suyuqlik o'z bug'i bilan muvozanatda bo'lgan bosim $p_0$ deyiladi to'yingan bug 'bosimi.
To'yingan bug 'siqilganda, uning ko'p qismi suyuq holatga aylanadi. Suyuqlik bir xil massali bug'ga qaraganda kamroq hajmni egallaydi. Natijada, bug'ning hajmi, uning zichligi o'zgarmagan holda, kamayadi.
To'yingan bug' bosimining haroratga bog'liqligi. Ideal gaz uchun bu to'g'ri chiziqli bog'liqlik doimiy hajmdagi haroratga nisbatan bosim. $r_0$ bosimi bo'lgan to'yingan bug'ga qo'llanilganda, bu bog'liqlik tenglik bilan ifodalanadi:
To'yingan bug 'bosimi hajmga bog'liq emasligi sababli, u faqat haroratga bog'liq.
Eksperimental tarzda aniqlangan $P_0(T)$ bog'liqligi ideal gaz uchun $p_0=nkT$ bog'liqligidan farq qiladi. Haroratning oshishi bilan to'yingan bug'ning bosimi ideal gaz bosimidan tezroq ortadi ($AB$ egri chizig'ining kesimi). Bu, ayniqsa, agar siz $A$ nuqtasi orqali izoxora chizsangiz, aniq bo'ladi. Buning sababi shundaki, suyuqlik qizdirilganda uning bir qismi bug'ga aylanadi va bug'ning zichligi oshadi.
Shuning uchun, $p_0=nkT$ formulasiga ko'ra, to'yingan bug 'bosimi nafaqat suyuqlik haroratining oshishi natijasida, balki bug'ning molekulalari (zichligi) kontsentratsiyasining ortishi natijasida ham ortadi. Ideal gaz va to'yingan bug'ning xatti-harakatlaridagi asosiy farq - doimiy hajmdagi (yopiq idishda) haroratning o'zgarishi yoki doimiy haroratda hajmning o'zgarishi bilan bug'ning massasining o'zgarishi. Ideal gaz bilan bu kabi hech narsa sodir bo'lishi mumkin emas (ideal gazning MCT gazdan suyuqlikka fazali o'tishni ta'minlamaydi).
Barcha suyuqlik bug'langandan so'ng, bug'ning harakati ideal gazning harakatiga mos keladi (egri chiziqning $BC$ qismi).
To'yinmagan bug '
Agar suyuqlik bug'i bo'lgan bo'shliqda bu suyuqlikning keyingi bug'lanishi sodir bo'lishi mumkin bo'lsa, u holda bu bo'shliqda joylashgan bug ' to'yinmagan.
Suyuqligi bilan muvozanatda bo'lmagan bug' to'yinmagan deb ataladi.
To'yinmagan bug'ni oddiy siqish orqali suyuqlikka aylantirish mumkin. Ushbu transformatsiya boshlangandan so'ng, suyuqlik bilan muvozanatdagi bug' to'yingan bo'ladi.
Namlik
Havoning namligi - havodagi suv bug'ining tarkibi.
Atrofimizdagi atmosfera havosi okeanlar, dengizlar, suv omborlari, nam tuproq va o'simliklar yuzasidan suvning uzluksiz bug'lanishi tufayli doimo suv bug'ini o'z ichiga oladi. Havoning ma'lum hajmida suv bug'i qancha ko'p bo'lsa, bug 'to'yinganlik holatiga yaqinroq bo'ladi. Boshqa tomondan, havo harorati qanchalik baland bo'lsa, uni to'yintirish uchun zarur bo'lgan suv bug'ining miqdori ko'p bo'ladi.
Atmosferada ma'lum bir haroratda mavjud bo'lgan suv bug'ining miqdoriga qarab, havo har xil namlik darajasiga ega.
Namlik miqdorini aniqlash
Havoning namligini aniqlash uchun ular, xususan, tushunchalardan foydalanadilar mutlaq Va nisbiy namlik.
Mutlaq namlik - ma'lum sharoitlarda 1m^3$ havo tarkibidagi gramm suv bug'ining soni, ya'ni g/$m^3$ da ifodalangan suv bug'ining zichligi $p$.
Havoning nisbiy namligi $ph$ - mutlaq havo namligi $p$ ning bir xil haroratdagi toʻyingan bugʻning zichligiga $p_0$ nisbati.
Nisbiy namlik foiz sifatida ifodalanadi:
$ph=((p)/(p_0))·100%$
Bug 'kontsentratsiyasi bosim bilan bog'liq ($p_0=nkT$), shuning uchun nisbiy namlikni foiz sifatida aniqlash mumkin qisman bosim$r$ havodagi bug'ning bir xil haroratda to'yingan bug'ning $r_0$ bosimigacha:
$ph=((p)/(p_0))·100%$
ostida qisman bosim Atmosfera havosida boshqa barcha gazlar bo'lmaganda hosil bo'ladigan suv bug'ining bosimini tushuning.
Agar nam havo sovutilsa, unda ma'lum bir haroratda undagi bug'ni to'yingan holatga keltirish mumkin. Keyinchalik sovutish bilan suv bug'i shudring shaklida kondensatsiyalana boshlaydi.
Shudring nuqtasi
Shudring nuqtasi - undagi suv bug'ining doimiy bosim va ma'lum bir havo namligida to'yinganlik holatiga yetishi uchun havo sovishi kerak bo'lgan harorat. Havoda yoki u bilan aloqa qiladigan narsalarda shudring nuqtasiga erishilganda, suv bug'lari kondensatsiyalana boshlaydi. Shudring nuqtasi havo harorati va namlik qiymatlaridan hisoblanishi yoki to'g'ridan-to'g'ri aniqlanishi mumkin kondensatsiya higrometri. At nisbiy havo namligi$ph = 100%$ shudring nuqtasi havo haroratiga to'g'ri keladi. $ph da
Issiqlik miqdori. Moddaning o'ziga xos issiqlik sig'imi
Issiqlik miqdori issiqlik almashinuvi paytida tananing ichki energiyasining o'zgarishining miqdoriy o'lchovidir.
Issiqlik miqdori - issiqlik almashinuvi paytida (ish bajarmasdan) tananing chiqaradigan energiyasi. Issiqlik miqdori, energiya kabi, joul (J) bilan o'lchanadi.
Moddaning o'ziga xos issiqlik sig'imi
Issiqlik sig'imi - 1$ darajaga qizdirilganda tana tomonidan yutilgan issiqlik miqdori.
Tananing issiqlik sig'imi kapital bilan ko'rsatilgan Lotin harfi BILAN.
Jismning issiqlik sig'imi nimaga bog'liq? Avvalo, uning massasidan. Ma'lumki, masalan, 1 dollar kilogramm suvni isitish uchun 200 dollar grammni isitishdan ko'ra ko'proq issiqlik kerak bo'ladi.
Moddaning turi haqida nima deyish mumkin? Keling, tajriba qilaylik. Keling, ikkita bir xil idishni olaylik va ulardan biriga massasi 400$ g bo'lgan suv, ikkinchisiga esa 400$ g massali o'simlik moyi quyib, ularni bir xil gorelkalar yordamida isitishni boshlaymiz. Termometr ko'rsatkichlarini kuzatib, biz yog'ning tezroq qizib ketishini ko'ramiz. Suv va moyni bir xil haroratga qizdirish uchun suvni uzoqroq isitish kerak. Ammo biz suvni qancha uzoq isitsak, u burnerdan shunchalik ko'p issiqlik oladi.
Shunday qilib, har xil moddalarning bir xil massasini bir xil haroratgacha qizdirish uchun har xil miqdorda issiqlik talab qilinadi. Jismni isitish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori va shuning uchun uning issiqlik sig'imi tananing tarkibidagi moddaning turiga bog'liq.
Masalan, 1$ kg suvning haroratini $1°$C ga oshirish uchun 4200$ J ga teng issiqlik miqdori, xuddi shu massadagi kungaboqar yogʻini esa $1°$C ga qizdirish uchun $1700$ J ga teng issiqlik talab qilinadi.
$1$kg moddani $1°$C ga qizdirish uchun qancha issiqlik kerakligini ko'rsatadigan fizik miqdorga ushbu moddaning solishtirma issiqlik sig'imi deyiladi.
Har bir moddaning o'ziga xos issiqlik sig'imi mavjud bo'lib, u lotin harfi $c$ bilan belgilanadi va bir kilogramm gradus uchun joul bilan o'lchanadi (J/(kg$·°$C)).
Bir moddaning turli agregat holatidagi (qattiq, suyuq va gazsimon) solishtirma issiqlik sig'imi har xil. Masalan, suvning solishtirma issiqlik sig'imi $4200$ J/(kg$·°$S), muzning solishtirma issiqlik sig'imi $2100$ J/(kg$·°$S); qattiq holatda alyuminiyning solishtirma issiqlik sig'imi $920$ J/(kg$·°$S), suyuq holatda esa $1080$ J/(kg$·°$S) ga teng.
E'tibor bering, suv juda yuqori o'ziga xos issiqlik quvvatiga ega. Shuning uchun dengiz va okeanlardagi suv yozda qizib, havodan so'riladi katta raqam issiqlik. Shu sababli, katta suv havzalari yaqinida joylashgan joylarda yoz suvdan uzoqroq joylarda bo'lgani kabi issiq emas.
Tanani isitish uchun zarur bo'lgan yoki sovutish paytida u tomonidan chiqarilgan issiqlik miqdorini hisoblash
Yuqoridagilardan ma'lum bo'ladiki, tanani isitish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori tananing qaysi moddadan tashkil topganiga (ya'ni, uning o'ziga xos issiqlik sig'imi) va tananing massasiga bog'liq. Bundan tashqari, issiqlik miqdori tana haroratini qancha darajaga oshirmoqchi ekanligimizga bog'liqligi aniq.
Shunday qilib, tanani isitish uchun zarur bo'lgan yoki sovutish paytida chiqarilgan issiqlik miqdorini aniqlash uchun tananing o'ziga xos issiqlik sig'imini uning massasiga va oxirgi va boshlang'ich harorati o'rtasidagi farqga ko'paytirish kerak:
bu yerda $Q$ - issiqlik miqdori, $c$ - solishtirma issiqlik sig'imi, $m$ - tana massasi, $t_1$ - boshlang'ich harorat, $t_2$ - yakuniy harorat.
Jism qizdirilganda $t_2 > t_1$ va shuning uchun $Q > 0$ bo'ladi. Tana soviganida $t_2
Agar butun jismning issiqlik sig'imi $C ma'lum bo'lsa, Q $ formula bilan aniqlanadi
Bug'lanish, erish, yonishning o'ziga xos issiqligi
Bug'lanish issiqligi (bug'lanish issiqligi) - suyuq moddani butunlay bug'ga aylantirish uchun moddaga (doimiy bosim va doimiy haroratda) berilishi kerak bo'lgan issiqlik miqdori.
Bug'lanish issiqligi bug 'suyuqlikka kondensatsiyalanganda chiqarilgan issiqlik miqdoriga teng.
Doimiy haroratda suyuqlikning bug'ga aylanishi molekulalarning kinetik energiyasining oshishiga olib kelmaydi, balki ularning potentsial energiyasining ortishi bilan birga keladi, chunki molekulalar orasidagi masofa sezilarli darajada oshadi.
Bug'lanish va kondensatsiyaning solishtirma issiqligi. Tajribalar shuni ko'rsatdiki, 1$ kg suvni bug'ga to'liq aylantirish uchun (qaynoq nuqtasida) $2,3 $ MJ energiya sarflash kerak. Boshqa suyuqliklarni bug'ga aylantirish uchun boshqa issiqlik miqdori talab qilinadi. Masalan, alkogol uchun bu $0,9$ MJ.
Og'irligi $1$ kg bo'lgan suyuqlikni haroratni o'zgartirmasdan bug'ga aylantirish uchun qancha issiqlik kerakligini ko'rsatadigan jismoniy miqdor bug'lanishning solishtirma issiqligi deyiladi.
Bug'lanishning solishtirma issiqligi $r$ harfi bilan belgilanadi va kilogramm boshiga joulda (J/kg) o'lchanadi.
Bug'lanish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori (yoki kondensatsiya paytida chiqariladi). Qaynish nuqtasida olingan har qanday massali suyuqlikni bug 'ga aylantirish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori $Q$ ni hisoblash uchun bug'lanishning solishtirma issiqligini $r$ massasiga $m$ ko'paytirish kerak:
Bug 'kondensatsiyalanganda bir xil miqdordagi issiqlik chiqariladi:
Erishishning o'ziga xos issiqligi
Erishish issiqligi - bu moddaga doimiy bosim va doimiy haroratda berilishi kerak bo'lgan issiqlik miqdori, teng harorat uni qattiq kristall holatdan suyuqlikka butunlay aylantirish uchun erish.
Erishish issiqligi moddaning suyuq holatdan kristallanishi jarayonida ajralib chiqadigan issiqlik miqdoriga teng.
Erish jarayonida moddaga berilgan barcha issiqlik uning molekulalarining potentsial energiyasini oshirishga ketadi. Erish doimiy haroratda sodir bo'lganligi sababli kinetik energiya o'zgarmaydi.
Bir xil massadagi har xil moddalarning erishini eksperimental ravishda o'rganib, ularni suyuqlikka aylantirish uchun har xil miqdorda issiqlik kerakligini ko'rish mumkin. Masalan, bir kilogramm muzni eritish uchun 332$ J energiya, 1$ kg qoʻrgʻoshinni eritish uchun esa 25$ kJ sarflash kerak boʻladi.
Og'irligi $1$kg bo'lgan kristall jismni erish nuqtasida to'liq suyuq holatga o'tkazish uchun unga qancha issiqlik berilishi kerakligini ko'rsatadigan fizik miqdorga solishtirma sintez issiqligi deyiladi.
Eritishning o'ziga xos issiqligi kilogramm boshiga joulda (J / kg) o'lchanadi va belgilanadi Yunoncha harf$l$ (lambda).
Kristallanishning solishtirma issiqligi eritishning solishtirma issiqligiga teng, chunki kristallanish jarayonida erish paytida yutilgan issiqlik miqdori bir xil miqdorda chiqariladi. Masalan, og'irligi 1$ kg bo'lgan suv muzlaganda bir xil muz massasini suvga aylantirish uchun zarur bo'lgan 332$ J energiya ajralib chiqadi.
Ixtiyoriy massali kristall jismni eritish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdorini topish uchun yoki termoyadroviy issiqlik, bu jismning o'ziga xos sintez issiqligini uning massasiga ko'paytirish kerak:
Tana tomonidan chiqarilgan issiqlik miqdori salbiy hisoblanadi. Shuning uchun, massasi $m$ bo'lgan moddaning kristallanishida ajralib chiqadigan issiqlik miqdorini hisoblashda bir xil formuladan foydalanish kerak, ammo minus belgisi:
O'ziga xos yonish issiqligi
Yonish issiqligi (yoki issiqlik qiymati, kalorifik qiymat) - yoqilg'ining to'liq yonishi paytida chiqarilgan issiqlik miqdori.
Jismlarni isitish uchun ko'pincha yoqilg'ining yonishi paytida chiqariladigan energiya ishlatiladi. An'anaviy yoqilg'ida (ko'mir, neft, benzin) uglerod mavjud. Yonish jarayonida uglerod atomlari havodagi kislorod atomlari bilan birlashadi, natijada karbonat angidrid molekulalari hosil bo'ladi. Bu molekulalarning kinetik energiyasi dastlabki zarrachalarnikidan kattaroq bo'lib chiqadi. Yonish jarayonida molekulalarning kinetik energiyasining ortishi energiyaning chiqishi deyiladi. Yoqilg'ining to'liq yonishi paytida chiqarilgan energiya bu yoqilg'ining yonish issiqligidir.
Yoqilg'ining yonish issiqligi yoqilg'ining turiga va uning massasiga bog'liq. Yoqilg'i massasi qanchalik katta bo'lsa, uning to'liq yonishi paytida chiqadigan issiqlik miqdori shunchalik ko'p bo'ladi.
1$ kg og'irlikdagi yoqilg'ining to'liq yonishi paytida qancha issiqlik ajralib chiqishini ko'rsatadigan jismoniy miqdor yoqilg'ining solishtirma yonish issiqligi deyiladi.
Yonishning solishtirma issiqligi $q$ harfi bilan belgilanadi va kilogramm uchun joul bilan o'lchanadi (J/kg).
$m$ kg yonilg'i yonishida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori $Q$ quyidagi formula bilan aniqlanadi:
Ixtiyoriy massali yoqilg'ining to'liq yonishi paytida ajralib chiqadigan issiqlik miqdorini topish uchun ushbu yoqilg'ining o'ziga xos yonish issiqligini uning massasiga ko'paytirish kerak.
Issiqlik balansi tenglamasi
Yopiq (tashqi jismlardan ajratilgan) termodinamik tizimda $∆U_i$ sistemaning har qanday tanasining ichki energiyasining o'zgarishi butun tizimning ichki energiyasining o'zgarishiga olib kelishi mumkin emas. Demak,
$∆U_1+∆U_2+∆U_3+...+∆U_n=∑↙(i)↖(n)∆U_i=0$
Agar tizim ichidagi biron bir jism tomonidan ish bajarilmasa, termodinamikaning birinchi qonuniga ko'ra, har qanday jismning ichki energiyasining o'zgarishi faqat shu tizimning boshqa jismlari bilan issiqlik almashinuvi tufayli sodir bo'ladi: $∆U_i= Q_i$. ($∆U_1+∆U_2+∆U_3+...+∆U_n=∑↙(i)↖(n)∆U_i=0$) ni hisobga olsak:
$Q_1+Q_2+Q_3+...+Q_n=∑↙(i)↖(n)Q_i=0$
Bu tenglama issiqlik balansi tenglamasi deb ataladi. Bu yerda $Q_i$ - $i$-chi jism tomonidan qabul qilingan yoki chiqarilgan issiqlik miqdori. Har qanday issiqlik miqdori $Q_i$, har qanday jismning erishi, yoqilg'ining yonishi, bug'ning bug'lanishi yoki kondensatsiyasi paytida ajralib chiqadigan yoki yutilgan issiqlikni anglatishi mumkin, agar bunday jarayonlar tizimning turli jismlarida sodir bo'lsa va mos keladigan issiqlik miqdori bilan belgilanadi. munosabatlar.
Issiqlik balansi tenglamasi issiqlik uzatishda energiyaning saqlanish qonunining matematik ifodasidir.
... havoning nisbiy namligi suvga asoslangan bo'yoq va laklarning quritish parametrlariga qanday ta'sir qiladi?
Havoning nisbiy namligi quritish tezligiga ham, suvning to'liqligiga ham sezilarli ta'sir ko'rsatadi bo'yoq qoplamasi.
Nisbiy namlik - havo bug 'shaklida qancha ko'p suvni qabul qilishga tayyorligini aniqlaydigan parametr.
Nisbiy namlik
Havoning nisbiy namligi - havodagi suv bug'lari miqdorining ma'lum bir haroratda bug'ning mumkin bo'lgan maksimal miqdoriga nisbati.
Ta'rifdan, hech bo'lmaganda, havo faqat cheklangan miqdordagi suvni o'z ichiga olishi mumkinligi va bu miqdor haroratga bog'liqligi aniq bo'ladi.
Havoning namligi 100% bo'lsa, bu havoda mumkin bo'lgan maksimal miqdorda suv bug'ining mavjudligini anglatadi va havo ko'proq qabul qila olmaydi. Boshqacha qilib aytganda, bunday sharoitlarda suvning bug'lanishi mumkin emas.
Nisbiy namlik qancha past bo'lsa, shunchalik ko'p suv bug'ga aylanishi mumkin va bug'lanish tezligi shunchalik yuqori bo'ladi. Ammo bu jarayon cheksiz emas - agar bug'lanish cheklangan joyda sodir bo'lsa (masalan, quritgichda qalpoq yo'q), keyin bir nuqtada bug'lanish to'xtaydi.
Mutlaq namlik
Jadvalda bizni qiziqtirgan harorat oralig'ida 100% nisbiy namlik bilan mutlaq havo namligining qiymatlari va harorat oshishi bilan havoning nisbiy namligi parametrining harakati ko'rsatilgan.
| Harorat, ° C | Mutlaq namlik, g/m³ | Qarindosh namlik, % 5 °C | Qarindosh namlik, % 15 °C |
| - 20 | 1,08 | - | - |
| - 15 | 1,61 | - | - |
| - 10 | 2,36 | - | - |
| - 5 | 3,41 | - | - |
| 0 | 4,85 | - | - |
| 5 | 6,80 | 100 | - |
| 10 | 9,40 | 72,35 | - |
| 15 | 12,83 | 53,01 | 100 |
| 20 | 17,30 | 39,31 | 74,17 |
| 25 | 23,04 | 29,52 | 55,69 |
| 30 | 30,36 | 22,40 | 42,26 |
| 35 | 39,58 | 17,19 | 32,42 |
Yuqoridagi ma'lumotlardan ko'rinib turibdiki, mutlaq namlik qiymati saqlanib qolganda, harorat ko'tarilganda nisbiy namlik qiymati kamayadi.
Muayyan haroratda maksimal mutlaq namlikning qiymati quritgichning samaradorligini yoki aniqrog'i, majburiy shamollatishsiz quritgichning samarasizligini hisoblash imkonini beradi.
Aytaylik, bizda quritgich bor - 7 ga 4 va 3 metr balandlikdagi xona, bu 84 kubometr. Aytaylik, bu xonada biz derazalar uchun 100 dona PVX profilini yoki 600 dan 600 mm gacha bo'lgan 160 fasadli shisha yoki tolali tsement plitalarini quritmoqchimiz; Bu taxminan 60 kv.m. yuzalar.
Bunday sirtni bo'yash uchun 6 litr bo'yoq ishlatiladi; Bo'yoq to'liq quritilishi uchun taxminan 2 litr suv bug'lanishi kerak. Shu bilan birga, jadvalga ko'ra, 20 °C haroratda 84 kubometr. havoda maksimal 1,5 litr suv bo'lishi mumkin.
Ya'ni, dastlab havoning mutlaq namligi nolga teng bo'lsa ham, ma'lum bir xonada suvga asoslangan bo'yoq yangi shamollatishsiz qurimaydi.
Nisbiy namlikni kamaytirish
Suv bazlı bo'yoq qoplamalarini polimerizatsiya qilish uchun zaruriy shart Agar suv butunlay bug'langan bo'lsa, u holda havoning nisbiy namligi quritish tezligiga va hatto polimer qoplamasining ishlashiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.
Ammo hamma narsa ko'rinadigan darajada qo'rqinchli emas. Misol uchun, agar siz 100% nisbiy namlik va 5 ° C haroratga ega bo'lgan havoni tashqaridan pompalasangiz va uni 15 ° C gacha qizdirsangiz, havo faqat 53% nisbiy namlikka ega bo'ladi.
Havodagi namlik yo'qolmagan, ya'ni mutlaq namlik o'zgarmagan, lekin havo past haroratdagidan ikki barobar ko'p suvni qabul qilishga tayyor.
Ya'ni, bo'yoqni quritishning maqbul parametrlarini olish uchun namlagichlar yoki kondensatorlardan foydalanishning hojati yo'q - haroratni atrof-muhit haroratidan yuqoriga ko'tarish kifoya.
Qanaqasiga ko'proq farq tashqaridagi havo va quritgichga etkazib beriladigan havo o'rtasidagi harorat, ikkinchisining nisbiy namligi qanchalik past bo'lsa.
